Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η/Υ Αρχεία Δεδομένων Ιωάννης Λυχναρόπουλος Μαθηματικός, MSc, PhD
ΑΡΧΕΙΑ Αρχείο είναι μία οργανωμένη συλλογή δεδομένων αποθηκευμένα στο δίσκο του Η/Υ Τα είδη των αρχείων που μπορεί να επεξεργαστεί η FORTRAN είναι τα: 1) Σειριακά Αρχεία 2) Αρχεία Άμεσης Προσπέλασης Στα πλαίσια του Μαθήματος θα μελετήσουμε μόνον τα Σειριακά Αρχεία Τα Σειριακά Αρχεία είναι αρχεία κειμένου και μπορούμε να τα ανοίξουμε με ένα κειμενογράφο μέσα από τα Windows. Μπορεί να έχουν οποιοδήποτε όνομα και επέκταση, αλλά βολεύει να δίνουμε σαν επέκταση το.txt
Χρήση Αρχείων (Λογικές μονάδες εισόδου/εξόδου) Η χρήση των λογικών μονάδων εισόδου / εξόδου περιλαμβάνει τρία στάδια Άνοιγμα ενός αρχείου (open) Αντιστοίχιση σε μια λογική μονάδα Ονομασία ενός αρχείου Ανάγνωση/Εγγραφή στη λογική μονάδα (read/write) Συσχέτιση με μια λογική μονάδα Λίστα μεταβλητών Κλείσιμο λογικής μονάδας (close) Συσχέτιση με μια λογική μονάδα
Αρχεία Η ταυτότητα ενός αρχείου καθορίζεται από Τη διαδρομή του αρχείου στον σκληρό δίσκο (path) Το όνομα του αρχείου Τον τύπο του αρχείου (που καθορίζεται από την επέκταση του αρχείου) π.χ C:\fortran\project1\results.txt Τα αρχεία προσδιορίζονται από τον χρήστη με την πλήρη τους ταυτότητα σαν αλφαριθμητικά δεδομένα Κάθε αρχείο αποτελείται από πεδία Το πεδίο είναι μια ακολουθία εκτυπώσιμων και μη χαρακτήρων Το τελευταίο πεδίο κάθε αρχείου είναι το EOF (μη εκτυπώσιμο)
Εντολή OPEN Συνδέει ένα αρχείο σε μια λογική μονάδα ή Δημιουργεί ένα νέο αρχείο και το συνδέει σε μια λογική μονάδα ή Αλλάζει συγκεκριμένες ιδιότητες μιας σύνδεσης ΣΥΝΤΑΞΗ OPEN ([UNIT=]io-unit [, FILE=name] [, ERR=label] [, IOSTAT=i-var], ) io-unit: ετικέτα λογικής μονάδας (ακέραια μεταβλητή) name: το όνομα (και η θέση) του αρχείου ( τύπου character) label: προσδιορισμός ενεργειών σε περίπτωση λάθους i-var: ετικέτα προσδιορισμού λάθους κατά την εκτέλεση
Σύνταξη της εντολής OPEN Απλή μορφή: Πλήρης μορφή: Χειρισμός σε περίπτωση σφάλματος open(10, file= data.txt, iostat=st) if (st /= 0) then print*, Sfalma kata to anoigma tou arxeiou! else.. end if Το άνοιγμα του αρχείου (εντολή open) πρέπει να συνοδεύεται από κλείσιμό του (εντολή close) όταν δεν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί περεταίρω
Παραδείγματα open Απλό Άνοιγμα αρχείου open(10,file='data.txt') Άνοιγμα αρχείου με έλεγχο σφάλματος open(10,file='data.txt',iostat=st) Άνοιγμα αρχείου με έλεγχο αν το αρχείο υπάρχει open(10,file='data.txt',status='old',iostat=st) Άνοιγμα αρχείου με τοποθέτηση του εσωτερικού δείκτη στο τέλος του open(10,file='data.txt',position='append')
Λογικές Μονάδες Εισόδου/Εξόδου Οι λογικές μονάδες εισόδου/εξόδου χωρίζονται σε δυο κατηγορίες Εσωτερικές: εικονικός χώρος που δεσμεύεται στη RAM Εξωτερικές: οθόνη, πληκτρολόγιο, αρχεία, συσκευές ΟΝΟΜΑ ΣΗΜΑΣΙΑ 0, 6 Οθόνη Η/Υ 5 Πληκτρολόγιο Η/Υ * Οθόνη Η/Υ (write), Πληκτρολόγιο Η/Υ (read) Θετικός ακέραιος αριθμός Συσχέτιση με κάποιο αρχείο (π.χ. 10, 102, ) Αλφαριθμητική μεταβλητή Καταχώρηση σε εσωτερική μονάδα
Παρατηρήσεις Κατά το άνοιγμα ενός αρχείου (εντολή open), δεσμεύεται ένας χώρος (buffer) στη μνήμη RAM και δημιουργείται μία συσχέτιση με το αρχείο στο δίσκο. Ότι γράφουμε στο αρχείο, γράφετε πρώτα στον buffer. Τα δεδομένα γράφονται αυτόματα στο πραγματικό αρχείο όταν ο buffer γεμίσει, ή όταν κλείσουμε το ανοικτό αρχείο. Αν θέλουμε να γράψουμε τα δεδομένα του buffer στο αρχείο σε οποιαδήποτε άλλη στιγμή, τότε καλούμε την: call flush(ν)! Ν=ο αριθμός της λογικής μονάδας του αρχείου Προσοχή: ΔΕΝ ΥΠΟΣΤΗΡΙΖΕΤΑΙ ΑΠO ΤΗΝ FTN95 Κατά το κλείσιμο του αρχείου (εντολή close) αποδεσμεύονται οι δεσμευμένοι πόροι (διαγράφεται ο buffer αφού προηγουμένως έχουν σωθεί τα περιεχόμενά του στο αρχείο) Με το τέλος του προγράμματος, όλα τα ανοικτά αρχεία κλείνουν αυτόματα, παρόλα αυτά καλό είναι να τα κλείνουμε μόνοι μας με την εντολή close όταν δεν τα χρειαζόμαστε άλλο Το τέλος ενός αρχείου σημειώνεται με το κρυφό πεδίο EOF (end of file).
Μετακίνηση εσωτερικού δείκτη τρέχουσας γραμμής π.χ. Έστω ότι έχουμε κάνει open(10,file= data.txt ) Προς τα εμπρός μία γραμμή read(10,*) Παρατήρηση: Κάθε εντολή read(10, ) ή write(10,..) μετακινεί τον εσωτερικό δείκτη μία γραμμή πιο κάτω Προς τα πίσω μία γραμμή backspace(10) Στην αρχή του αρχείου rewind(10) Κενό: Χωρίς να χρησιμοποιήσουμε κάποια μεταβλητή
Έλεγχος αν το αρχείο υπάρχει στο δίσκο Έλεγχος κατά το open π.χ. integer::st open(10,file= data.txt, status='old',iostat=st) if (st/=0) then print*, To arxeio den yparxei else print*, To arxeio yparxei end if Έλεγχος με την εντολή inquire π.χ. logical::ex inquire(file='b.txt',exist=ex) if (.not. ex) then print*, To arxeio den yparxei else print*, To arxeio yparxei end if
Είδη σειριακών αρχείων Οριοθετημένα (με κενά, κόμμα κ.τ.λ.) π.χ. οριοθετημένα με κόμμα (csv: comma separated values) 133,2,532,54 1,34,5442,3 44,5236,32,2 Τα διαβάζουμε με ελεύθερο format Σταθερού πλάτους 133 2 532 54 1 34 5442 3 44 5236 32 2 Μπορούμε να τα διαβάσουμε με ελεύθερο format, εκτός αν υπάρχουν αλφαριθμητικά που περιέχουν κενά. Προτιμότερο είναι να τα διαβάζουμε με format.
Παραδείγματα Read οριοθετημένου αρχείου Έστω οι μεταβλητές: integer::x; real::y,z; character(50)::s Tότε με την εντολή read(10,*) x,y,z,s διαβάζονται τα οριοθετημένα αρχεία είτε με κόμμα: 3,554.34,53.E-2, Giwrgos Basileioy 21,4.435,64.3E+2, Giannis Argyropoulos 32,554.7,54.553E-5, Marina Papakwsta είτε με κενά: 3 554.34 53.E-2 Giwrgos Basileioy 21 4.435 64.3E+2 Giannis Argyropoulos 32 554.7 54.553E-5 Marina Papakwsta Τα εισαγωγικά είναι υποχρεωτικά μόνον αν το αλφαριθμητικό περιέχει κενά, όπως εδώ (ανάμεσα στο όνομα και το επώνυμο).
Παραδείγματα Read αρχείου σταθερού πλάτους στηλών Έστω οι μεταβλητές: integer::x; real::y,z; character(50)::s Tότε με την εντολή read(10, (Ι2,2Χ,F6.3,2X,E9.3,2X,A20) ) x,y,z,s διαβάζεται το αρχείο σταθερού πλάτους: 3 554.34 53.e-2 Giwrgos Basileioy 21 4.435 64.3E+2 Giannis Argyropoulos 32 554.7 54.553E-5 Marina Papakwsta Επίσης το ίδιο αρχείο διαβάζεται και με την εντολή read(10,*) x,y,z,s αλλά τότε απαιτούνται τα εισαγωγικά στα αλφαριθμητικά που περιέχουν κενά. Δεν απαιτούνται εισαγωγικά όταν κάνουμε read με format
Διάβασμα μιας ολόκληρης γραμμής σε μία μεταβλητή Θα πρέπει να αποθηκεύσουμε την γραμμή σε μία μεταβλητή χαρακτήρα χρησιμοποιώντας read με format Α π.χ. character(80)::s! Το 80 είναι ενδεικτικό open(10,file='data.txt') read(10,'(a)') s Γράψιμο χωρίς αλλαγή γραμμής open(20,file='results.txt') write(20,*,advance='no') x,y Στα αρχεία δεν λειτουργεί ο μορφοποιητής \
Διάβασμα μέχρι το τέλος ενός αρχείου, αν δεν γνωρίζουμε το πλήθος των γραμμών Έστω π.χ. ότι έχουμε ένα αρχείο με 3 ακεραίους ανά γραμμή, τότε: integer::x,y,z,st open(10,file= data.txt ) do read(10,*,iostat=st) x,y,z if (st==-1) exit <επεξεργασία των x,y,z> end do st==-1 σημαίνει ότι φτάσαμε στο EOF
Ειδική χρήση αρχείων για μετατροπή αριθμών σε αλφαριθμητικά Έστω ότι επιθυμούμαι να συνενώσουμε ένα αλφαριθμητικό με έναν ακέραιο (o οποίος βρίσκεται σε μια μεταβλητή). π.χ. το 'test' με το 452 και στη συνέχεια με το '-a', ώστε τελικά να πάρουμε: 'test452-a' character(15)::s1='test',s2,s integer::n=452 write(s2,'(i5)') n s=trim(s1)//trim(adjustl(s2))// '-a' print*,s H Fortran επιτρέπει να χρησιμοποιήσουμε ένα αλφαριθμητικό αντί του αριθμού της λογικής μονάδας.
Δυναμική Δημιουργία Αρχείων Έστω ότι θέλουμε να δημιουργήσουμε 9 αρχεία με ονόματα: data_1.txt, data_2.txt,, data_9.txt character(50)::f Integer::n do n=1,9 f='data_' // achar(iachar( 0 )+n) // '.txt' open(10*n,file=trim(f))... close(10*n) end do Τα write και read πρέπει να αναφέρονται στη λογική μονάδα 10*n Μετατροπή ψηφίου σε χαρακτήρα Προσοχή: Απαιτείται η χρήση της trim